关于临县压气站国产化UMD项目研究实施

冯士勇 郭子博

摘要：阐述了临县压气站国产化UMD项目研究背景，对进口设备和国产设备的选择进行了研究及分析，并从经济效益、设备适用性及公司发展大趋势等方面考虑，重点对国产化UMD设备应用于临县压气站项目进行了技术研究、技术消化及技术应用。

关键词：UMD;国产化;进口设备;电动性工业负载;交流在线不间断供电

一、项目背景简介

临县压气站安装两台燃气式压缩机，所用的配电系统为市电380V低压配电系统（市电停电时由站内自备800KW柴油发电机提供电源），MCC配电室内的两套配电柜分别为每台机组启动、运行所必须的用电设备：液压启动马达、箱体风机、主润滑油泵、GG润滑油泵、燃料气加热器、密封器加热器、油冷风机及空冷器电机提供配电。

1.项目实施前存在的问题：

MCC两套配电柜直接由市电供电，市电电压不稳或停电会直接导致机组故障或停机，没有启动备用发电机的响应时间。临县压气站所处地理环境夏秋多雷雨大风天气，市电电网供电环境恶劣，机组常因电压波动、闪断、意外停电造成机组停机或故障，因临县压气站站两台机组都为燃气轮机，起机时间较长，这样的意外停机对安全生产造成的影响较大。

2.解決存在问题的思路：

为解决以上问题，减少运行人员的工作量，提高压缩机组的工作效率，为机组MCC配电系统新增一套不间断供电设备，实现在瞬间电压大幅凹陷或毫秒级断电的补偿作用或市电中断时能为机组提供不间断供电为启动发电机赢得宝贵时间。

二、项目实施前设备选择及思考

1、进口设备选择及思考

进口设备选择：我们向英国罗罗公司寻求解决方案，经对方实地调研后提出安装一套UPS系统。该系统在市电停电后可提供后备电源时长1分钟，也就是说在1分钟之内站内值班人员需快速做出反应，否则仍无法避免机组停机，且该UPS系统费用报价在200多万元。

进口设备思考：进口设备存在经济性差、可操作性差，不能根本解决机组停机问题的情况。

2、国产化设备选择及思考

国产化设备的选择：我们将目标对准国产化设备，并结合目前国产化设备特点对机组供电系统重新进行了分析、判断。

通过重新对机组供电系统进行分析，MCC配电室内的两套配电柜分别为每台机组启动、运行所必须的用电设备：液压启动马达、箱体风机、主润滑油泵、GG润滑油泵、燃料气加热器、密封器加热器、油冷风机及空冷器电机提供配电。其中，有4种负载断电会造成立即停机，分别是箱体风机、主润滑油泵、GG润滑油泵、油冷电机。其他负载短时间停电影响不大，只有保证市电停电后上述4类负载的正常运行，就能保证压缩机在市电停电后的连续运行不停机。

可以看出这4类负载均为电动性工业负载，所以我们需要寻找一套设备在市电停电后，既能为电动性负载提供稳定电源输出，又能提供充足时间启动发电机组的后备电源装置。经过市场调研发现国产化UMD工业驱动不间断电源系统（Uninterrupted motor Drive），它是一种专门为油泵、水泵、风机等电动机性负荷提供不间断供电保障的电源装置，同时该电源装置也可解决因变频器启动导致的低电压、晃电问题，该装置符合解决临县压气站机组问题的条件。

国产化设备的思考：国产化UMD电源系统较国外UPS设备具有经济性好、采购周期短、故障处理时效性短、设备适应性高的特点。

三、临县压气站国产化UMD系统研究实施

1、技术消化研究

该系统装置由变频器、整流器、逆变器、充电器、直/直变换器、蓄电池、直流快速开关、闭锁二极管、交流检测器等主要部件组成，工作原理如下：

当交流电网电源正常时，变频器由交流接入口输入，UMD内直/直变换器空载运行，将电池电压变换为与变频器直流端口相匹配的直流供电电压，送至快速开关二极管的输入侧备用，此时闭锁二极管关闭，因而变频器不从DPS获得能量。

当交流电网突然失电（中断或超范）时，DPS内的交流检测器检测到输入交流变化后，快速开关导通，将直流电送入变频器直流端口，保障变频器直流母线的电压稳定，从而保证了变频器的正常输出。

当交流电网电源恢复正常后，UMD蓄电池退出工作，同时充电器给蓄电池补充充电。

可见，利用UMD的直流供电系统将直流电送入变频器直流端口，保障变频器直流母线的电压稳定，从而保证了变频器的正常输出。利用UMD的交流在线不间断供电功能，为变频器的交流控制系统提供稳定可靠和高质量的交流电源，可消除交流电网电源的瞬间过压、欠压、波形畸变、尖峰电压等因素引起的变频器的交流控制系统的器件损坏和误动作，同时也可确保交流电网电源较长时间失电时变频器的交流控制系统的电源供应，从而保证变频器的连续运行。

2、国产化实施

根据以上技术研究分析，临县压气站与国内青岛创统科技集团进行技术交流，并于2016年4月份为RY3402机组安装UMD供电系统后，经过夏秋多雷雨大风等恶劣天气下供电环境的试运行证明了该套系统在恶劣电网环境下运行的可靠性，同时也保障了机组的运行。2016年11月份为RY3401机组也安装了UMD系统，自两套UMD系统投用以来，临县压气站因市电波动或断电导致的机组停机为零，国产化UND项目实施取得了巨大的成功。

四、产生的效益效果

1、经济效益：临县压气站国产UMD项目实施后，每年可避免因断电导致停机10次以上，年直接经济效益40万元以上。

2、运行维护效益：如使用进口设备采购周期一般均在12个月左右，而国产化设备定制化生产也仅需3个月，大大缩短采购周期。

3、社会效益：国产化项目应用将大大促进我国对新型设备的研究、加工和制造。